(57)【要約】【課題】伸び切り時における異音が抑制されるシリンダ装置を提供する。【解決手段】引張りばねからなるリバウンドスプリング２１（伸び切り抑制部材）の一端をシリンダ２の底部に設けられたホルダ２３により保持すると共に他端をピストンロッド８に設けられたホルダ２２により保持してシリンダ装置１を構成した。これにより、したがって、従来のシリンダ装置において問題であった点、すなわち、伸び切り時に、リバウンドスプリング（圧縮ばね）が密着して線材が外側または内側へ横滑りし、その結果、横滑りした線材がシリンダ２またはピストンロッド８に接触して異音が発生することを防止することができる。【選択図】図１
2010255803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、該シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストンと、一端が前記ピストンに固定されて他端が前記第１室を通って前記シリンダの外部に突出するピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとの間を弾性的に連結して前記ピストンロッドの伸び切りを抑制する伸び切り抑制部材とを備えたシリンダ装置において、
前記伸び切り抑制部材が、前記第２室に設けられた引張りばねであることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記引張りばねは、一端が前記シリンダの底部に固定されると共に他端が前記ピストンロッドに固定されることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記第２室に設けられて前記シリンダに対してストローク方向へ移動可能なフリーピストンと、前記第２室のシリンダ内壁に設けられる突起とを有し、
前記引張りばねは、一端が前記フリーピストンに固定されると共に他端が前記ピストンロッドに固定され、
前記フリーピストンは、前記突起に当接することによりリバウンド側ストローク方向への移動が規制されることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内にリバウンドスプリングを有するシリンダ装置については、例えば、特許文献１に開示がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シリンダ装置の伸び切り時における異音を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のシリンダ装置は、シリンダと、該シリンダ内を第１室と第２室とに区画するピストンと、一端が前記ピストンに固定されて他端が前記第１室を通って前記シリンダの外部に突出するピストンロッドと、前記シリンダと前記ピストンロッドとの間を弾性的に連結して前記ピストンロッドの伸び切りを抑制する伸び切り抑制部材とを備えたシリンダ装置において、前記伸び切り抑制部材が、前記第２室に設けられた引張りばねであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、伸び切り時における異音が抑制されるシリンダ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態のシリンダ装置の全体断面図である。
【図２】図１における要部（破線で囲まれた部位）の拡大図である。
【図３】第１実施形態のシリンダ装置のリバウンド反力特性を示す図である。
【図４】第２実施形態のシリンダ装置の要部断面図である。
【図５】第２実施形態のシリンダ装置の要部断面図で、特に、フリーピストンが突起に当接した状態を示す図である。
【図６】第２実施形態のシリンダ装置のリバウンド反力特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。ここで、まず本実施形態の課題を以下詳述する。
ストラット式サスペンション装置に使用されるシリンダ装置において、シリンダ内にリバウンドスプリングを組み込んで懸架ばねの縮み側（バウンド側）のばね定数に対して伸び側のばね定数を大きく設定することは、車両の走行安定性能を向上させる手段として有用である。この場合、シリンダ装置は、そのシリンダ内（圧力室）が、当該シリンダ内に嵌装されたピストンにより第１室と第２室とに分画される。そして、第１室には、リバウンドスプリング（圧縮コイルばね）がピストンロッドの外周に設けられる。
しかしながら、このように構成されたシリンダ装置では、伸び切り時、つまりシリンダ装置の伸び側のストロークエンドに、リバウンドスプリング（圧縮コイルばね）が圧縮されて線材間が点接触し、線材が外側または内側へ横滑りする。この場合、横滑りした線材がシリンダまたはピストンロッドに接触し、シリンダ装置から異音が発生するおそれがある。
【０００９】
そこで、特許文献１に記載の油圧緩衝器では、リバウンドスプリング（圧縮コイルばね）として線材の断面が矩形の角ばねを採用することにより、シリンダ装置の伸び切り時に、線材間を面接触させて線材の横滑りを防止しているが、この油圧緩衝器では、伸び切り時に、リバウンドスプリングが密着した場合に、線材間の接触により衝撃音が発生するおそれがある。さらに、油圧緩衝器が伸び切った後のリバウンド荷重が、密着した状態のリバウンドスプリングに作用するので、リバウンドスプリングへの負担が大きく、リバウンドスプリングの耐久性が低下する。
【００１０】
本実施形態では、異音（衝撃音）を抑制し、さらにリバウンドスプリングの耐久性をも確保することが可能なシリンダ装置を例にあげて説明する。
（第１実施形態）
図１に本実施形態が採用される第１実施形態のシリンダ装置１の全体断面図を示すと共に図１における部分拡大図を図２に示す。シリンダ装置１は、複筒式油圧緩衝器であり、シリンダ２の外周にアウタチューブ３が設けられ、シリンダ２とアウタチューブ３との間には、油液およびガスが封入された環状のリザーバ４が形成される。シリンダ２内にはピストン５が摺動可能に嵌合され、該ピストン５により当該シリンダ２内が当該シリンダ装置１の伸び側（リバウンド側）のストローク時にストローク方向（図１における上下方向）へ短縮される第１室６と延長される第２室７とに分画される。ピストン５には、ピストンロッド８の一端がナット９により固定され、ピストンロッド８の他端側は、シリンダ２およびアウタチューブ３の開口側（図１における上側）端部に取り付けられたロッドガイド１０およびオイルシール１１を貫通してシリンダ２外へ延びている。
【００１１】
ピストン５には、第１室６と第２室７とを連通する伸び側通路１２および縮み側通路１３が設けられ、各通路１２および１３には、それぞれオリフィスおよびディスクバルブにより構成されて油液の流通を制御することで減衰力を発生させる伸び側および縮み側減衰力発生機構１４および１５が設けられる。シリンダ２の底部には、環状のボトムバルブ１６が設けられる。このボトムバルブ１６は、小径部１６ａと大径部１６ｂとを有し、小径部１６ａがシリンダ２の下端部開口に嵌合されている。また、ボトムバルブ１６には、第２室７とリザーバ４とを連通する伸び側通路１７および縮み側通路１８が設けられる。そして、伸び側通路１７の下流側、すなわち、図２には、当該シリンダ装置１の伸び側のストローク時にリザーバ４から第２室７への油液の流通を許容するチェック弁２０と、が設けられる。なお、縮み側通路１８の下流側、すなわち、図２における下側には、当該シリンダ装置１の縮み側のストローク時に、第２室７から油路１９ａを介してリザーバ４への油液の流通に流動抵抗を付与して減衰力を発生させる減衰力発生機構１９が設けられる。
【００１２】
第２室７には、引張りばねにより構成された伸び切り抑制部材としてのリバウンドスプリング２１が設けられる。このリバウンドスプリング２１は、その一端（ボトムバルブ１６側端部）が、ボトムバルブ１６およびディスクバルブ等のバルブ部品と共にピン２４によりリベット留めされた金属製のホルダ２３により保持される。また、リバウンドスプリング２１は、その他端（ピストン５側側端部）が、ナット９によりピストン５およびディスクバルブ等のバルブ部品と共締めされた金属製のホルダ２２により保持される。このようにして、リバウンドスプリング２１は、実質的に、シリンダ２底部とピストンロッド８との間に設けられる。
【００１３】
そして、リバウンドスプリング２１は、ボトムバルブ１６側（図２における下側）とピストン５側（図２における上側）とでその巻径（外径）が異なる。具体的には、リバウンドスプリング２１の巻径は、一端（ボトムバルブ１６側端部）から高さｈまでが一定で、高さｈから他端（ピストン５側側端部）に向けて漸次拡径される。これにより、第１実施形態のシリンダ装置１は、伸び側（リバウンド側）のストロークに対して図３に示されるような反力（以下、リバウンド反力という）を発生する。言い換えると、リバウンドスプリング２１は、ばね定数が一定ではなく、ばね定数がピストンロッド８の伸び量に応じて変化する特性を有する。なお、リバウンドスプリング２１は、シリンダ装置１のボトム時、すなわち、シリンダ装置１の実車装着時における縮み側のストロークエンド時に、ホルダ２２，２３間で圧縮されることがないように設けられる。
【００１４】
次に、第１実施形態の作用を説明する。
シリンダ装置１の伸び側（リバウンド側）のストローク時においては、ピストン５およびピストンロッド８が移動するのに伴い、第１室６の油液がピストン５の伸び側通路１２を通過して第２室７へ流れ、その結果、伸び側減衰力発生機構１４により減衰力が発生する。この時、シリンダ２内から退出したピストンロッド８の体積に相当する量の油液が、リザーバ４から油路１９ａ、伸び側通路１７を通過して第２室７へ流通し、リザーバ４内のガスが膨張することにより、シリンダ２内の容積変化が補償される。
【００１５】
ここで、第１実施形態では、シリンダ装置１の伸び側のストローク時における引張りばねからなるリバウンドスプリング２１のリバウンド反力は、当該シリンダ装置１のストロークが図３におけるＡ（最小長さ）から図３におけるＢ（標準長さ）を経てＣまでの区間では、シリンダ装置１のストローク（動作）に実質的に影響がない（抵抗とならない）程度の大きさの範囲内で緩やかに増加する。このストロークがＡ→Ｂ→Ｃの区間では、主に、リバウンドスプリング２１における巻径が大きい部分（図２における上側の部分）、言い換えると、ばね定数が相対的に小さい部分が伸びてリバウンド反力を発生している。
【００１６】
そして、シリンダ装置１のストロークが図３におけるＣからＤ（従来のシリンダ装置の圧縮ばねからなるリバウンドスプリングがリバウンド反力を発生し始めるストローク）までの区間、および、図３におけるＤからＥまでの区間では、リバウンドスプリング２１（引張りばね）が発生するリバウンド反力は漸増し、ストロークが図３におけるＥに到達した時点のリバウンド反力が、従来のシリンダ装置のリバウンドスプリング（圧縮ばね）が発生する同一ストロークのリバウンド反力に一致する。このストロークがＣ→ＤおよびＤ→Ｅの区間では、主に、リバウンドスプリング２１の中間部が伸びてリバウンド反力を発生している。
【００１７】
そして、シリンダ装置１のストロークが図３におけるＤからＥ（最大長さ）までの区間では、リバウンドスプリング２１（引張りばね）が発生するリバウンド反力は、同一ストロークにおける従来のシリンダ装置のリバウンドスプリング（圧縮ばね）が発生するリバウンド反力に略一致する。このストロークがＤ→Ｅの区間では、主に、リバウンドスプリング２１の巻径が小さい部分（図２における下側の部分）、言い換えると、ばね定数が相対的に大きい部分が伸びてリバウンド反力を発生している。なお、従来のシリンダ装置とは、第１実施形態のシリンダ装置１に対し、リバウンドスプリング２１および該リバウンドスプリング２１周辺の構造が相違するだけで、その他の構造が同一のシリンダ装置を指す。
【００１８】
他方、シリンダ装置１の縮み側（バウンド側）のストローク時においては、ピストン５が移動するのに伴い、第２室７の油液がピストン５の縮み側通路１３を通過して第１室６へ流れ、その結果、縮み側減衰力発生機構１５により減衰力が発生する。そして、ピストンロッド８がシリンダ２内へ進入することにより、第２室７の油液がボトムバルブ１６の縮み側通路１８を通過し油路１９ａを介しててリザーバ４へ流通し、減衰力発生機構１９により減衰力が発生する。この時、シリンダ２内へ進入したピストンロッド８の体積に相当する量だけリザーバ４内のガスが圧縮されることでシリンダ２内の容積変化が補償される。
【００１９】
第１実施形態では以下の効果を奏する。
第１実施形態によれば、引張りばねからなる伸び切り抑制部材としてのリバウンドスプリング２１の一端をシリンダ２の底部に設けられたホルダ２３により保持すると共に他端をピストンロッド８に設けられたホルダ２２により保持してシリンダ装置１を構成したので、従来のシリンダ装置において問題であった点、すなわち、伸び切り時に、リバウンドスプリング（圧縮ばね）が密着および圧縮されてその線材が外側または内側へ横滑りし、その結果、横滑りした線材がシリンダ２またはピストンロッド８に接触して異音が発生することを防止することができる。また、従来のシリンダ装置のようにリバウンドスプリング（圧縮ばね）が完全に密着して座屈するようなことがないので、リバウンドスプリング２１への負担が小さく耐久性を確保することができる。
また、第１実施形態のシリンダ装置１を車両のストラット式サスペンション装置のフロントストラットとして採用した場合、従来のシリンダ装置のようにリバウンドスプリング（圧縮ばね）が完全に密着して座屈により線材が横滑りすることがないので、車輪の転舵入力時に横滑りした線材がシリンダ２に接触することに起因する異音の発生およびシリンダ２内周面の傷を防止することができる。
また、リバウンドスプリング２１（引張りばね）の一端（ボトムバルブ１６側端部）から高さｈまでの巻径を一定とすると共に高さｈから他端（ピストン５側側端部）に向けて巻径を漸次拡径させたので、リバウンドスプリング２１として引張りばねを採用しながら、従来の圧縮ばねからなるリバウンドスプリングに対して近似したリバウンド反力特性（図３参照）を得ることができる。さらに、圧縮ばねからなるリバウンドスプリングを採用した従来のシリンダ装置の場合、伸び側（リバウンド側）のストローク時においてストロークが図３におけるＣに到達した時点で急激に立ち上がることから、伸び側のストロークエンド付近のサスペンションの挙動が唐突となるおそれがあるが、引張りばねからなるリバウンドスプリング２１を採用した第１実施形態のシリンダ装置１では、ストロークがＡ→Ｅの区間で緩やかに立ち上がるため、サスペンションの挙動が安定する。
【００２０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を添付した図に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一あるいは相当する構成には同一の名称および符号を付与し、重複する説明を省略する。
図４および図５に本実施形態が採用される第２実施形態のシリンダ装置２５の要部断面図を示す。このシリンダ装置２５の第２室７には、中央に連通路２７が形成されたフリーピストン２６が摺動可能に嵌合されている。この連通路２７は、フリーピストン２６がシリンダ２内（第２室７内）を軸方向（図４および図５における上下方向）へ移動する間の抵抗が最小限となるようにその内径が十分に大きく設定されている。また、フリーピストン２６のピストン５側の面２６ａには、リバウンドスプリング２８の一端を保持する金属製のホルダ２３が設けられており、このホルダ２３には、連通路２７に対して同軸上に配置されて連通路２７よりも大きい内径を有する貫通孔２９が形成されている。
【００２１】
シリンダ装置２５の第２室７には、シリンダ２を内側へ突出させて形成した環状の突起３０が設けられる。そして、図５に示されるように、フリーピストン２６は、ピストン５側の面２６ａの周縁が突起３０に当接されることで、ストローク方向（図５における上方向）への移動が規制される。なお、第２実施形態では、図６においてシリンダ装置２５のストロークがＤに到達した時点で、フリーピストン２６が突起３０に当接される。また、上記第１実施形態では、リバウンドスプリング２１の一端（ボトムバルブ１６側端部）から高さｈまでの巻径を一定とし、高さｈから他端（ピストン５側側端部）に向けて巻径を漸次拡径させたが、第２実施形態では、リバウンドスプリング２８（伸び切り抑制部材）は、従来のシリンダ装置のリバウンドスプリング（圧縮ばね）と同様、巻径を一定とする。
【００２２】
次に、第２実施形態の作用を説明する。
シリンダ装置２５の伸び側（リバウンド側）のストローク時には、ストロークが図６におけるＡ（最小長さ）から図６におけるＢ（標準長さ）を経てＤ（従来のシリンダ装置の圧縮ばねからなるリバウンドスプリングがリバウンド反力を発生し始めるストローク）までの区間で、フリーピストン２６が当該リバウンドスプリング２８を介してピストンロッド８に連れられて移動するため、引張りばねからなるリバウンドスプリング２８（伸び切り抑制部材）は、リバウンド反力を発生しない。なお、図６におけるストロークＡ、Ｂ、ＤおよびＦは、第１実施形態のシリンダ装置１の図３におけるストロークＡ、Ｂ、ＣおよびＥにそれぞれ対応する。
【００２３】
そして、ストロークが図６におけるＤからＦ（最大長さ）までの区間では、そのストロークに応じてリバウンドスプリング２８が引き伸ばされ、従来のシリンダ装置のリバウンドスプリング（圧縮ばね）が発生する同一ストロークにおけるリバウンド反力に略一致する大きさのリバウンド反力を発生する。
【００２４】
第２実施形態では以下の効果を奏する。
第２実施形態によれば、第２室７にフリーピストン２６を設け、引張りばねからなるリバウンドスプリング２８（伸び切り抑制部材）の一端をフリーピストン２６に固定されたホルダ２３により保持すると共に他端をピストンロッド８に設けられたホルダ２２により保持し、フリーピストン２６を第２室７に設けた突起３０に当接させて当該フリーピストン２６のリバウンド側のストローク方向への移動を規制したので、第１実施形態のシリンダ装置１と同等の効果を得ることができる。また、引張りばねからなるリバウンドスプリング２８を採用しながら、圧縮ばねからなるリバウンドスプリングを採用した従来のシリンダ装置と同一のリバウンド反力特性を有するシリンダ装置２５を提供することができる。さらに、第１実施形態と比して第２実施形態ではフリーピストン２６が突起３０に当接するまではリバウンドスプリング２８の変形はないため、反力は発生しない。よって、伸びきり位置近傍までは抵抗なくピストンロッド８を動作させることが可能になる。
【符号の説明】
【００２５】
１  シリンダ装置、２  シリンダ、５  ピストン、６  第１室、７  第２室、８  ピストンロッド、２１  リバウンドスプリング（伸び切り抑制部材）
【図１】
2010255803.tif 000003
【図２】
2010255803.tif 000004
【図３】
2010255803.tif 000005
【図４】
2010255803.tif 000006
【図５】
2010255803.tif 000007
【図６】
2010255803.tif 000008